JP2023135460A - 電気化学セル - Google Patents
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Abstract
Description
流路部材3は、金属板4に接合される。流路部材3は、流路31を有する。流路31は、流路部材3の金属板4と対向する面に形成されている。本実施形態では、流路部材3の上面に流路31が形成されている。流路31は、金属板4に向かって開口している。流路31は、図示しないマニホールドなどに繋がる。本実施形態では、流路31に原料ガスが供給される。
金属板4は、セル本体部10を支持する。本実施形態において、金属板4は、板状に形成されている。金属板4は、平板状であってもよいし、曲板状であってもよい。金属板4は、セル1の強度を保つことができればよく、その厚みは特に制限されないが、例えば0.1mm以上2.0mm以下とすることができる。
図1に示すように、セル本体部10は、金属板4の第1主面41上に配置されている。セル本体部10は、水素極層5(カソード)、電解質層7、反応防止層8、及び酸素極層9(アノード)を有する。水素極層5、電解質層7、反応防止層8、及び酸素極層9は、この順で金属板4側から積層されている。なお、セル本体部10は、反応防止層8を有していなくてもよい。また、水素極層5は、本発明の第1電極層の一例であり、酸素極層9は、本発明の第2電極層の一例である。
水素極層5は、金属板4によって支持される。詳細には、水素極層5は、金属板4の第1主面41上に配置される。水素極層5の厚さtは、例えば、1μm以上100μm以下とすることができる。水素極層5は、金属板4よりも薄い。図2に示すように、水素極層5は、金属板4のうち複数の貫通孔43が設けられた領域を覆うように設けられる。
・水素極層5:CO2+H2O+4e-→CO+H2+2O2-・・・(1)
図1に示すように、電解質層7は、水素極層5と酸素極層9との間に配置される。本実施形態では、セル本体部10が反応防止層8を有しているため、電解質層7は、水素極層5と反応防止層8との間に配置されている。電解質層7の厚さは特に制限されないが、例えば3μm以上50μm以下とすることができる。
反応防止層8は、電解質層7上に配置される。反応防止層8は、電解質層7と酸素極層9との間に配置される。反応防止層8の厚さは特に制限されないが、例えば3μm以上50μm以下とすることができる。反応防止層8は、酸素極層9の構成材料と電解質層7の構成材料とが反応して電気抵抗の大きい反応層が形成されることを抑制する。
酸素極層9は、電解質層7を基準として、水素極層5の反対側に配置される。本実施形態では、セル1が反応防止層8を有しているため、酸素極層9は、反応防止層8上に配置される。
・酸素極層9:2O2-→O2+4e-・・・(2)
図3は貫通孔周りの詳細を示す断面図、図4は金属板4を第2主面側から見た拡大底面図である。図3及び図4に示すように、コート層6は、貫通孔43の内壁面上に配置されている。なお、コート層6は、貫通孔43の内壁面上に直接配置されていなくてもよい。例えば、貫通孔43の内壁面上に酸化皮膜が形成されている場合、その酸化皮膜上にコート層6が形成されている。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
4 :金属板
41 :第1主面
42 :第2主面
43 :貫通孔
5 :水素極層
6 :コート層
7 :電解質層
9 :酸素極層
10 :セル本体部
Claims (8)
- クロムを含む合金材料によって構成され、第1主面、第2主面、及び貫通孔を有する金属板と、
前記第1主面上に配置される第1電極層、第2電極層、及び前記第1電極層と前記第2電極層との間に配置される電解質層、を有するセル本体部と、
前記貫通孔の内壁面上において前記第1電極層と間隔をあけて配置されるコート層と、
を備える、電気化学セル。
- 前記コート層は、前記貫通孔の内壁面と前記第2主面とによって構成される角部のみを覆うように配置される、
請求項1に記載の電気化学セル。
- 前記コート層は、環状である、
請求項1又は2に記載の電気化学セル。
- 前記コート層は、前記金属板よりもクロム含有率が低い、
請求項1から3のいずれかに記載の電気化学セル。
- 前記金属板は、前記貫通孔の内壁面を覆う酸化皮膜を有し、
前記コート層は、前記酸化皮膜よりもクロム含有率が低い、
請求項1から4のいずれかに記載の電気化学セル。
- 前記コート層は、セラミックスによって構成される、
請求項1から5のいずれかに記載の電気化学セル。
- 前記コート層は、金属によって構成される、
請求項1から5のいずれかに記載の電気化学セル。
- 前記コート層は、鉄を含む、
請求項1から7のいずれかに記載の電気化学セル。
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